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Hace mucho tiempo, Marte era un planeta azul con atmósfera, ríos y mares, y la Tierra era estéril. Hoy es al revés. ¿Cuáles han sido las causas?

Creada13-09-2021
Modificada13-09-2021
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Reseña del Documental Marte de la serie Planetas

Las Dos Hermanas: Tierra y Marte

Documental de la serie Los Planetas (E2, 2019), en el que se describen características de los planetas Tierra y Marte, y los cambios que se han producido en ellos a lo largo de su historia.
El título en la versión original de la BBC era Las Dos Hermanas - Tierra y Marte. En la versión USA fue Marte.

A 230 Gm del Sol, Marte es un planeta yermo y reseco, cubierto de polvo de óxidos y con una atmósfera muy tenue, totalmente inhóspito para la Vida.

Pero bajo la superficie se encuentran evidencias de que el pasado de Marte fue muy diferente. Hubo agua líquida, ríos, lagos y mares, una atmósfera mucho más densa, y todo ello contribuía a hacer de Marte un planeta mucho más habitable.

Planetas Gemelos

Hace 4'6 Ga, cuando se formaron los planetas, Marte y la Tierra eran muy parecidos. Ambos se formaron de forma similar, a partir de la misma nube de gas y polvo del Sistema Solar, disponiendo de grandes cantidades de Hierro, Carbono y otros elementos como el Agua.

Pero el menor tamaño de Marte y su mayor distancia al Sol hicieron que su evolución fuera muy distinta a la de la Tierra.

En 1964 se lanzó la nave Mariner 4 hacia Marte, tomando las primeras fotografías cercanas del planeta.

Más adelante, en 1975, se lanzaron las sondas Viking 1 y 2 que consiguieron aterrizar en la superficie y enviar las primeras fotos en color.

Pero las informaciones más relevantes las aportaron los Exploradores Spirit y Opportunity, en 2004. No sólo se posaron en Marte, sino que viajaron por la superficie explorando y estudiando el terreno.

Cauces secos de ríos en MarteDescubrieron signos de erosión y cauces de torrentes y ríos secos, playas arenosas con guijarros redondeados, todo ello pruebas de que en algún momento de su pasado Marte fue mucho más húmedo, llegando a tener ríos y mares.

En 2011 fue enviado a Marte el explorador Curiosity, un laboratorio móvil capaz de recoger muestras del terreno y analizar su composición.

Aterrizó en el Cráter Gale, un cráter de impacto de meteorito de 150 Km de diámetro en el que se habían encontrado indicios de que en el pasado había existido un lago. Las primeras fotos enviadas fueron las de unas rocas sedimentarias, formadas por la cimentación de guijarros y barro. Los geólogos concluyeron que ese tipo de roca se formó cuando el terreno estaba bajo un río de unos 30 cm de profundidad.

Y los primeros análisis del suelo revelaron que contenía gran cantidad de moléculas de Agua y moléculas orgánicas, compuestos de Carbono.

Al hablar de Química Orgánica debemos recalcar que NO significa que procedan de Organismos vivos. Se llama Química Orgánica a la basada en el Carbono, pero la mayoría de estos compuestos se producen de forma simple (CO2, Metano, etc.). Es decir, NO toda la Química Orgánica tiene que ver con Organismos vivos.

Aunque sí es cierto lo contrario, que TODOS los organismos vivos están basados, siempre, en la Química Orgánica, la Química del Carbono.

Lo que aprendimos de estos análisis es que durante decenas o centenas de millones de años hubo lagos de agua dulce líquida, con gran cantidad de moléculas orgánicas y minerales, condiciones muy similares a las que en la Tierra dieron lugar a la aparición de la Vida.

Y en el hemisferio norte hay una cuenca que cubre la quinta parte de la superficie de Marte y que estuvo ocupada por un gigantesco océano.

Antaño, el Planeta Rojo fue un Planeta Azul.

Planeta Rojo, Planeta Azul

Aunque solemos usar la expresión Planeta Azul para referirnos a la Tierra, lo cierto es que no siempre lo ha sido.

Hace 4 Ga la Tierra era un planeta cubierto de océanos rojizos y continentes yermos y desolados. La atmósfera era venenosa, saturada de CO2, Metano y gases sulfurosos. Y los mares eran muy ácidos, con gran cantidad de Hierro y distintos óxidos disueltos en ella. Ningún organismo actual podría vivir allí.

Después, la Tierra cambió.

En 1969, el Apolo XI viajó hasta la órbita de la Luna y una cápsula con dos astronautas descendió hasta la superficie.

Durante 3 años, seis misiones distintas del Apolo descendieron en distintos puntos de la Luna y recogieron muestras de rocas y suelo lunar. Los análisis revelaron que la mayoría de esas rocas se formaron hace 3.900 Ma.

Lluvia de AsteroidesHace 3'9 Ga los planetas gigantes se estaban asentando en sus órbitas y se cree que alteraron la trayectoria de una gran cantidad de asteroides que se dirigieron hacia el interior del Sistema Solar, provocando el Bombardeo Intenso Tardío, un período de varios millones de años en el que todos los planetas interiores, y la Luna, sufrieron el impacto de miles de meteoritos, muchos de gran tamaño.

Se cree que en cada metro cuadrado de Marte llegaron a caer unas 50 T de rocas. Cerca de la tercera parte de la superficie de Marte desapareció por completo.

En la Tierra ocurrió lo mismo, sufrió un bombardeo de meteoritos durante decenas de millones de años. Pero justo cuando las cosas parecían ir peor, apareció la Vida.

Charcas de Barro Caliente

Para que aparezca la Vida se requiere que exista Agua con Moléculas orgánicas y Minerales en suspensión, y una fuente energética estable. Durante mucho, mucho tiempo, millones de años.

Aunque en la superficie de la Tierra se pueden encontrar charcas que lo permitan, cerca de volcanes o géiseres, puede ser más fácil que ocurra en fuentes hidrotermales submarinas, donde la presión es tan elevada que el agua puede alcanzar temperaturas de 300 grados sin hervir, propiciando que se produzcan reacciones químicas con más rapidez y en más cantidad que en una charca en la superficie.

Y eso no ocurrió sólo en la Tierra. También ocurrirá en cualquier planeta en el que se den unas condiciones similares.

Como en Marte, hace 4 Ga.

Explorando Marte

Orbitador de Reconocimiento de Marte

El Orbitador de Reconocimiento de Marte fue enviado por la NASA para sobrevolar la superficie y estudiar las huellas de ríos y mares que hubo en el planeta hace miles de millones de años.

Ha realizado más de 60.000 órbitas fotografiando el 99% de la superficie marciana y los cambios meteorológicos que se producen a diario.

Nubes de polvo, avalanchas en las montañas, dunas móviles, empujadas por el viento, e incluso torrentes en las laderas, aún no se sabe si sólo de polvo y arena o si en ellas hay restos de agua del deshielo.

En 2017, en la cuenca Eridania, que quizás en el pasado fue un mar, encontró un depósito de minerales, de 400 metros de grosor, con elementos que, en la Tierra, suelen formarse en los entornos de fuentes hidrotermales submarinas.

Hace 4 Ga, las condiciones de Marte eran muy similares a las de la Tierra, y si aquí apareció la Vida, es muy probable que también allí lo hiciera. Pero entonces ocurrió algo.

Hace 3'7 Ga Marte sufrió un enfriamiento global que hizo que el agua de la superficie se congelara. Y al mismo tiempo se inició una intensa actividad volcánica. El calor de las erupciones derritió mares de hielo y el agua fluyó, en gigantescas cascadas, del hemisferio Sur hacia las cuencas de Echus Chasma, un abismo de 4 Km de profundidad en cuyos bordes se formaron las cataratas más gigantescas del Sistema Solar.

Aunque pueda parecer lo contrario, los planetas más grandes, al tener una gravedad mayor, tienen montañas más pequeñas.

Marte, de la mitad de tamaño que la Tierra, tiene bastante menos gravedad, y allí los accidentes geográficos son más acusados, por eso Marte tiene montañas y acantilados mucho más altos de los que se pueden ver en la Tierra.

En Septiembre de 2014, la nave Maven de la NASA fue enviada a Marte con la misión de hacer observaciones que permitieran descubrir cómo ha evolucionado el clima en Marte. En una órbita excéntrica, de 150 a 6.000 Km de altura, sus instrumentos estudian el comportamiento de la atmósfera, y ha comprobado que desde ella se está derramando gas al espacio, en una proporción de 2~3 Kg por segundo.

Y el responsable de esa sangría de la atmósfera marciana es el Viento Solar.

El Viento Solar

En la superficie del Sol se produce una gran cantidad de partículas energéticas que se derraman en todas direcciones a varios cientos de Km/s. Este Viento Solar, al chocar con las partículas y moléculas más ligeras que se encuentran sobre la atmósfera de un planeta, tiende a empujarlas y arrancarlas de la gravedad planetaria.

La Tierra sufre este proceso de una forma muy tenue, gracias al intenso Campo Magnético que la rodea y que detiene y desvía la mayor parte del Viento Solar.

Pero Marte no dispone de un Campo Magnético que lo proteja, de ahí que durante miles de millones de años ha ido perdiendo la mayor parte de la atmósfera que tenía inicialmente.

El Campo Magnético de la Tierra es producido por las corrientes de convección del núcleo de Hierro Líquido del planeta.

Originalmente, el núcleo de Hierro de Marte también estaba fundido, y eso hizo que Marte dispusiera de un escudo magnético similar al de la Tierra.

En las rocas más antiguas de Marte se han encontrado indicios de que se solidificaron cuando existía en Marte un campo magnético, pero en rocas más recientes, apenas 500 Ma después de su formación, el campo magnético ya no existía.

¿Por qué ocurrió esto en Marte y no en la Tierra?

El motivo es que Marte es más pequeño que la Tierra, su diámetro es la mitad, por lo que su masa y volumen es 8 veces menor.

Igual que una tacita de café se enfría antes que una jarra de café, Marte se enfrió más rápido, y su núcleo de Hierro se solidificó en muy poco tiempo, extinguiendo su inicial campo magnético.

El Futuro de la Exploración de Marte

Actualmente se están preparando nuevas misiones de exploración de Marte. La Agencia Espacial Europea continúa con la Misión ExoMars y la NASA con la Misión Mars 2020 cuyo objetivo es buscar formas de Vida, recoger muestras y traerlas a la Tierra para su análisis.

Y para un futuro más o menos cercano se está preparando la Misión Orión de la NASA, en la que una tripulación de cuatro astronautas será enviada hasta la superficie de Marte. Una vez allí podrán realizar exploraciones y análisis que los exploradores robóticos no pueden hacer, y descubrir si en algún momento del pasado, cuando las condiciones eran mucho más favorables, pudo llegar a surgir Vida. E incluso si en algún recóndito lugar, en el subsuelo o en el fondo de cráteres volcánicos ya extintos, aún existen organismos vivos.

Las implicaciones serían fantásticas. Ya sabemos que en nuestra galaxia, la Vía Láctea, existen cientos de miles de millones de planetas, y que un porcentaje muy alto está en la zona templada de su sistema solar. Pero los científicos aún debaten si la Vida es un fenómeno MUY aleatorio e improbable que sólo ha ocurrido UNA vez en nuestra galaxia, nosotros, o es más bien un fenómeno natural que se producirá en cualquier lugar en el que se den unas condiciones determinadas.

Si podemos comprobar que en nuestro vecino más cercano, Marte, apareció la Vida, entonces podremos concluir, casi con total seguridad, que la Vida es, no solo probable, sino casi inevitable, y que cuando tengamos capacidad para ello y viajemos a otras estrellas, a otros sistemas planetarios, podremos encontrar muchos mundos habitables y habitados.

En mi Opinión

Bastante bueno e interesante. Tal como el primer episodio de esta serie, la mayor parte de la información es ya conocida, pero expuesta de forma que revela mejor que otros documentales cómo han ido cambiando las condiciones de Marte a lo largo de su historia.

Unas pocas precisiones y un par de omisiones.

El Bombardeo Intenso Tardío

En el documental se ven escenas en las que decenas de grandes asteroides caen sobre la Tierra de forma continua, pero un simple cálculo (50 T/m² en 20 Ma = 2'5 g/m² al año) indica que, en realidad, sólo caerían unos pocos asteroides grandes cada año. Y como las caídas se producen aleatoriamente, y repartidos en toda la geografía terrestre, fácilmente podría haber territorios tan extensos como España, la milésima parte de la superficie terrestre, en los que UN impacto de asteroide gigantesco sólo se produjera cada 2.000 ó 5.000 años.

Allá donde caiga un asteroide se destruirá todo rastro de vida, pero no se extinguirá en TODO el planeta, por lo que al cabo de varias décadas la Vida Bacteriana que hubiera sobrevivido en el resto del planeta volverá a los lugares en los que se haya extinguido por el impacto de un meteorito.

Así que, si ANTES del Bombardeo Intenso Tardío ya existían seres vivos (aún en estado de cianobacterias o células procariotas), es bastante seguro que sobrevivieran sin problemas al Bombardeo.

Drenando los Océanos de Marte

El Viento Solar no arranca las partículas de gas y agua que hay en la superficie del planeta, sino los gases más ligeros que están en las capas altas de la atmósfera.

Eso hace que la atmósfera disminuya de grosor, y por tanto, también la presión atmosférica.

A UNA atmósfera de presión, como tenemos en la Tierra al nivel del mar, el agua hierve a 100 grados, pero si viajamos a lo alto de una montaña, como el Everest, el agua hervirá a unos 70 grados. Por eso no podemos tomar un café bien caliente en el Everest.

En Marte, conforme se iba perdiendo la atmósfera y disminuyendo la presión atmosférica, fue bajando también la temperatura de ebullición del agua. Y al llegar a cierto punto, el agua empezó a hervir a muy baja temperatura. Y cuando ese vapor de agua llegó a las capas altas de la atmósfera, fue cuando el Viento Solar lo arrancó del planeta.

Aun así, es posible que en Marte aún queden lagos subterráneos, ya que en ellos, además de la presión atmosférica, también existe la presión del terreno que hay por encima.

Lagos subterráneos, probablemente de barro, a cientos de metros bajo la superficie. Y más arriba, a escasos centímetros bajo la superficie de polvo marciano, Hielo.

El Último Refugio de los Marcianos

Si en el Marte primigenio, hace 4 Ga, cuando aún existían mares y volcanes, hubiera llegado a formarse la Vida, en forma de virus, bacterias, hongos y organismos unicelulares, es posible que sus descendientes aún existan.

Los seres vivos no replican a descendientes idénticos, sino que hay variaciones en la replicación, y continuamente aparecen organismos nuevos, con distintas características. Los que no sean capaces de sobrevivir se extinguirán. Los que sí, prosperarán y tendrán descendencia.

Los linajes irán adaptándose al medio, y conforme el medio vaya cambiando serán empujados a seguir evolucionando.

Al cabo de 4 Ga de cambios en el entorno y evolución de los organismos vivos, es posible que aún existan seres vivos adaptados a vivir en lagos subterráneos o en recónditos lugares, grietas y túneles bajo la superficie marciana.

No habrán podido evolucionar mucho, quizás sigan estando en el nivel evolutivo de bacterias, pero también es posible que hayan alcanzado el estadio de colonias celulares y organismos pluricelulares microscópicos, similares a pequeños gusanos o a tardígrados.

¿Quién sabe?

El Campo Magnético de Marte

El campo magnético de los planetas se genera a partir de un líquido que tenga propiedades metálicas y en el que se produzcan corrientes de convección. En los planetas gigantes, como Júpiter, ese líquido es el Hidrógeno, que a gran presión se convierte en líquido, con propiedades metálicas, y que, debido a las corrientes de convección producidas por la rotación del planeta, genera el campo magnético. En planetas de tamaño mediano, como la Tierra o Marte, el líquido con propiedades metálicas es el núcleo de Hierro Líquido.

Pero téngase en cuenta que cuando se forman los planetas también contienen elementos radiactivos que, al concentrarse en el núcleo, forman un Reactor Nuclear Planetario que genera calor y mantiene fundido la parte más externa del núcleo metálico.

En la Tierra, ese reactor nuclear es bastante pequeño, unos pocos cientos de metros de diámetro. En Marte es bastante más pequeño, pero aún así es muy improbable que YA haya dejado de producir calor.

Pero hay otro factor, muy a tener en cuenta, que en este documental no se menciona.

El Calor de la Luna

La Luna, al orbitar alrededor de la Tierra, genera las mareas en los océanos (unos 5~6 metros) y también en la tierra firme de los continentes (unos 20~30 cm). Y no atrae con igual intensidad a TODO el planeta, sino que al núcleo de Hierro Sólido situado en el centro del planeta lo atrae con algo más de intensidad que al resto.

Eso hace que el núcleo sólido, flotando en el centro del núcleo líquido, esté ligeramente desplazado del centro del planeta en dirección a la Luna. Y como la Tierra está rotando, el núcleo sólido, atraído por la Luna, va rodando por el interior del núcleo líquido.

El desplazamiento del Núcleo Sólido respecto al centro de la Tierra es muy escaso. Podría llegar a ser de varios Km si la Luna estuviera quieta, siempre sobre un punto determinado de la superficie terrestre, pero como la Tierra está rotando, en 24:50 horas (24 horas por la rotación terrestre, 50 minutos más por el desplazamiento orbital de la Luna), el núcleo sólido apenas tiene tiempo de desplazarse unos pocos cm, quizás entre 10 y 30. Parece poco, pero es suficiente para empujar el hierro fundido del núcleo líquido y generar unas fuertes corrientes, no de convección, sino como las del café en una taza cuando hacemos girar una cucharilla. Y son esas corrientes las que generan el intenso Campo Magnético que protege la Tierra, y al mismo tiempo generan el calor que mantiene fundido la mayor parte del núcleo de hierro y todo el manto de Silicatos y Aluminio que lo rodea.

Entre el calor producido por el Reactor Nuclear Planetario y el producido por el movimiento del Núcleo Sólido, el interior de la Tierra ha mantenido su calor, su núcleo líquido y su campo magnético hasta ahora, y esperemos que aún lo mantenga unos cuantos Ga más.

Pero Marte, careciendo de una luna de tamaño suficiente, no hace que el núcleo sólido ruede por dentro del núcleo líquido, y el calor que genera su mucho más pequeño Reactor Planetario no ha sido suficiente para mantener el núcleo de Hierro Líquido, de ahí que YA se haya solidificado, no tenga corrientes de convección y haya perdido, en muy poco tiempo, su campo magnético.

Viaje a Marte

Yo creo que una misión tripulada a Marte es aún excesivamente peligrosa y arriesgada para el pequeño beneficio científico que se podría conseguir.

Soy más partidario de concentrar nuestros esfuerzos en construir una base permanente en órbita alrededor de la Tierra, y que allí, con materiales extraídos de la Luna o de asteroides, se construya un astillero espacial. Y en ese astillero se podrán construir naves mucho más grandes, con un módulo en rotación para evitar el daño de la ingravidez prolongada en los astronautas y científicos.

Fue la primera idea de John Von Newman para el primer viaje a la Luna, y el proyecto de Gerard K. O'Neil para construir Ciudades en el Espacio, que nos aportarían muchos más beneficios económicos y científicos, y permitirían enviar futuras misiones tripuladas a otros planetas, no desde la superficie de la Tierra, con todas las limitaciones que ello impone, sino en naves construidas en el espacio, mucho más grandes y seguras.

Ver Ficha de Marte de la serie Planetas

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